Question

【題目】如圖一所示，小明用光具座（0-100cm）、蠟燭、三個不同焦距的凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規律”的實驗：

①我們需要讓燭焰、凸透鏡甲、光屏的中心在同一高度，這樣做的目的是 ；

②此凸透鏡甲的焦距是15cm，當燭焰在圖一所示位置時，移動光屏可以在光屏上得到一個倒立、 的實像．在照相機和投影儀中，成像情況與此類似的是 ；要使光屏上所成的像變小時，在不改變透鏡位置的情況下，可將燭焰向遠離凸透鏡方向移動，同時將光屏向 （填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．

③小明查資料發現物體距離凸透鏡足夠遠時（大于10倍焦距），所成的像與透鏡間的距離就近似等于凸透鏡的焦距。他想用這種方法利用圖一中的蠟燭和光具座來測量凸透鏡乙的焦距（焦距大約為5cm左右）。他應該把蠟燭放在 cm處，光屏放在 cm處，然后調節 ，使光屏上的像最小最清晰。此時凸透鏡和 的距離就是凸透鏡乙的焦距．

④小明用凸透鏡丙結合上述器材又做了一個實驗。記錄的實驗數據如下表。

物距u/cm	14	16	18	20	22	24	26	30
像距v/cm	35	26	22	20	18	17	16	15

小明把蠟燭放在光具座上的0刻線處，凸透鏡丙放在15 cm刻線上，如圖所示。移動光屏在a位置找到像；蠟燭和光屏不動，只移動凸透鏡，當凸透鏡向某一方向移動到b位置時，在光屏上又看到像。請你對實驗中可能出現的現象做出合理的判斷。以下情況不可能的是（ ）

A．光屏上第一次的像是倒立、放大的

B．a位置在44～46 cm刻線之間

C．光屏上第二次的像是倒立、縮小的

D．b位置在19～21 cm刻線之間

Answer 1

【答案】①使像成在光屏的中心；②放大 、投影儀 、靠近；③0（100）、100（0）、凸透鏡、光屏 （刻度有2種答案，任挑一種）；④D

【解析】

試題分析：①讓蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度，這樣做的目的是使像成在光屏的中心；②凸透鏡的焦距是15cm，由圖一知，物距大于f，所以成倒立、放大的實像，投影儀是根據這個原理制成的；要使光屏所成的像變小時，應增大物距，并減小像距，所以燭焰遠離凸透鏡，光屏靠近凸透鏡；③要使像更接近凸透鏡的焦點，物距大于凸透鏡的10倍焦距，物距越大，像越接近凸透鏡的焦點。所以把蠟燭放在光具座的左端0cm，光屏放在光具座右端100cm處，由于凸透鏡的焦距是5cm，所以凸透鏡在光屏的左側略大于1倍焦距，即將圖中的凸透鏡移至光具座上95cm刻線位置附近，再做適當微調，就很容易在光屏上出現清晰的像，記下此時像與透鏡間的距離就是凸透鏡乙的焦距；④由實驗數據可知，此透鏡的焦距f=10cm，當把蠟燭放在光具座上的0刻線處，凸透鏡放在15cm刻線上，即2f＞u＞f，成倒立放大的實像；故A正確；此時v＞2f，即a的位置v＞20cm，結合圖象可知v在29～31cm之間，所以a位置在（29+15）～（31+15）cm即44～46刻線之間，故B正確；當蠟燭和光屏不動，只移動凸透鏡，當凸透鏡向某一方向移動到b位置時，在光屏上又看到像，說明此時物距和像距之和不變，以設想將蠟燭和光屏互換位置，則物距處于u＞2f，凸透鏡成倒立、縮小的實像，此時2f＞v＞f，像的位置在10cm～20cm之間，故C正確；由圖象可知，當凸透鏡向某一方向移動到b位置時，在光屏上又看到像。此時像的位置在16cm～35cm之間，而題目中指出光屏的位置不變，所以b位置在19～21cm刻線之間時，光屏上是看不到像的，故D錯誤，故選D。